Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Обосновывая соответствующие методы захвата движения для оценки Nordic Walking Голта и осанка у пожилых людей

doi: 10.3791/53926 Published: May 12, 2016

Summary

Цель состояла в том, чтобы обосновать оптимальное использование методов сбора данных для северной ходьбы походки и осанки анализа. Трехмерная захвата движения следует использовать во время короткого анализа длительности (т.е. одного цикла походки), в то время как акселерометрии следует использовать в течение более длительного анализа длительности (т.е. повторяющиеся циклы) , как 6 минут ходьбы Тест на.

Abstract

Северная ходьба (СЗ) стала безопасной и простой формой упражнений в последние годы, и в изучении этой походка модели, различные методы сбора данных были использованы, каждый из которых имеет позитивы и негативы. Цель состояла в том, чтобы определить влияние СЗ на более старых взрослых походки и осанки и определить оптимальное использование различных систем сбора данных в короткие и длинные длительности анализа. Походка и осанка во время СЗ и нормальной ходьбе были оценены в 17 здоровых пожилых людей (возраст: 69 ± 7,3). Участники провели два испытания 6 минут ходьбы испытаний (6MWT) (1 с полюсами (WP) и 1 без полюсов (NP)) и 6 испытаний 5 м ходьбы (3 WP и 3 NP). Motion была записана с использованием двух систем, система акселерометрии 6-датчик и систему 3-мерного захвата движения 8-камеры, для того, чтобы количественно оценить пространственно-временные, кинематические и кинетические параметры.

С обеих систем, участники продемонстрировали увеличение длины шага и двойной поддержки и decreasред скорость походки и частоты вращения педалей РГ по сравнению с NP (р <0,05). Кроме того, с захвата движения, больше времени единая поддержка была найдена WP (р <0,05). С 3-D захвата, было обнаружено меньше выработки энергии бедра и моменты силы на пятки контакта и предварительного качелей, а также меньшего поглощения мощности коленного сустава при пяточной контакте, предварительно качелях и терминала свинг WP по сравнению с NP, при оценке в течение одного цикл (р <0,05). Кроме того, РГ дали меньшие моменты силы на пятки контакта и терминала качелях вместе с большими моментами в середине позиции цикла походки (р <0,05). Никакие изменения не были найдены для осанки.

NW представляется целесообразным для содействия нормальную структуру походки у пожилых людей. Трехмерная захвата движения в первую очередь следует использовать во время анализа походки короткой длительности (т.е. одного цикла походки), в то время как акселерометрии системы должны быть в первую очередь используются в тех случаях , требующих более длительный анализ длительности например, во время 6MWT.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Северная ходьба (СЗ), рассматривается как простой и безопасной форме ходьбой с использованием специально разработанных контактов 1. Предполагается, что полюсы обеспечивают дополнительную стабильность, улучшить осанку и уменьшить совместное напряжение нижних конечностей. Тем не менее, ограничены или противоречивы существуют доказательства того, что касается совместной погрузки и осанку. С одной стороны, Schwameder и др. 2, Вильсон и др. 3, и Коидзуми и др. 4 улучшения отчетов в кинематических мер и / или сокращения наземной реакции, сжатие и поперечных сил с их полюсные шагающих исследований. С другой стороны, снижение кинематические меры и увеличение общих нагрузок с точки зрения торможения / пропульсивной сил и моментов сил были сообщены Hansen и др. , 5, Stief и др. 6 и Hagen и др. 7 в то время как полюс ходьбе. Кроме того, требования улучшения осанку, по всей видимости пошли entirelу не подкреплены научными исследованиями в этой точке.

Подобно противоречивым результатам, найденных с походки узорами, различными методами и оборудования были использованы в этой линии исследований, а также. Несколько исследований используют системы 3-мерного движения захвата 4,6 и цифровые видеокамеры 2,5, все с силовыми пластинами , входящих в систему, для того , чтобы адекватно оценить походку. В то время как , кроме того, другие исследования использовали другие средства оценки Nordic походку Poling включая использование electrogoniometry 7, электромиографии (ЭМГ) 8 и тензодатчики установлены на полюсах 2,9. С техникой , используемой в этом протоколе, он представляет конкретное преимущество возможности продемонстрировать более подходящее представление (т.е. повторяющиеся циклы походки) скандинавской походкой Poling индивида по сравнению с альтернативными методами, которые обращали больше внимания на коротких длительностей и одиночных циклов походки. Кроме того, этот метод используетакселерометрии, действительный инструмент, который к этому моменту уже редко используется в северной ходьбы исследований. В зависимости от цели отдельных научно-исследовательских проектов, применение этого протокола может быть целесообразным для ситуаций, как это указано в этом протоколе, в частности, для краткосрочной и долговременной походки. Важно отметить , что оба захвата и акселерометрии движения пригодны для получения различных характеристик походки в том числе: пространственно-временной (например , длина шага, скорость походки и т.д.), кинематическую (например , диапазон движения) и кинетическая (например , силы , электрические выходы и т.д.) параметры.

И , несмотря на использование этих различных частей оборудования, только короткая продолжительность походки события (т.е. одного цикла походки) были оценены, оставляя вопросы в отношении наилучшего оценки более продолжительный походку (т.е. повторяющиеся циклы походки). Таким образом, обоснование разработки и использования этой методики основан на Importance из вылепляя полную картину Nordic походки Полинг.

Целью данного исследования было в два раза. Во-первых, основная цель состоит в том, чтобы определить и обосновать использование обеих систем акселерометрии и систем захвата 3-х мерное движение в оценке походки и осанки в течение краткосрочного и длительного времени. Вторично, цель состоит в том, чтобы определить общий эффект для северной ходьбы полюсов походки моделей, включая пространственно-временных и кинетических мер, а также осанку пожилых людей. На сегодняшний день минимальное исследование сосредоточилось на старых взрослых NW и той , которая была опубликована, функция (т.е. сила, баланс, гибкость) представлял основные переменные показатели. Поэтому знания, касающиеся роли ходьбе полюсов по измеримым переменным походки необходима и может дать представление о том, как полюса могут играть в наши узоры походки, как мы стареем.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Данное исследование проводилось в соответствии с руководящими принципами этики Совета Научно-исследовательского университета Оттавы.

Процедура 1. Скрининг

  1. Обеспечение со стороны шоу, презентаций местных площадь ходьба групп и плакаты пост набора в общинных центрах и государственных учреждениях для того, чтобы рекрутировать группу активных, проживающих дома пожилых людей.
  2. После первого визита, в первую очередь приветствовать участников, ввести их в лабораторию, и предоставить им время для изменения в соответствующий наряд (т.е. шорты, футболку и кроссовки). После того, как готов, предоставить каждому участнику с описанием углубленного исследования, получить письменное согласие, и экран каждого отдельного человека для изучения права с использованием различных вопросников.
    Примечание: Критерии включения включает в себя: 55-80 лет, новичок в скандинавской ходьбы (NW), никаких неврологических заболеваний, в настоящее время нет когнитивные нарушения, ни сердца условий, без предыдущего травмы или хирургического вмешательства влияет на походку и верхняядвижение конечностей, а также способность ходить без посторонней помощи.
    1. Попросите участников завершить общее состояние здоровья и физической активности Вопросник и физической активности готовности Вопросник (PAR-Q) для того, чтобы подтвердить возраст, уровень активности, существующие неврологические состояния, а также краткую оценку сердечного здоровья.
    2. Далее, у них самостоятельно заполнить сообщили постуральной стабильности и падает вопросник (адаптировано из Ashburn и др. 10) , чтобы определить распространенность падения, если это применимо. И, наконец, завершить Монреаль когнитивной оценки (MOCA) с каждым субъектом в целях контроля за умеренными когнитивными нарушениями 11, составляющий минимальный балл 26 из 30.

2. Поляк настройка и Nordic Walking Инструкция

  1. Обеспечить каждого участника с множеством полюсов, и проинструктировать их о том, как настроить полюса до оптимальной длины по отношению к их высоте. Убедитесь в том, что корректировка соответствует приблизительно 65% от высоты тела человека.
    1. Обеспечить каждого участника со следующими инструкциями по регулировке полюсов. Попросите участников встать высокий, есть участники поместить полюса наконечник перед пальцами, инструктировать участников, чтобы поместить локоть и предплечье рядом с телом, и попросите участников удлинить полюса так локоть образует приближенную 90 ° угол рядом с телом. И, наконец, надежно затяните полюса и угол подсказки загрузки в обратном направлении.
  2. Инструктировать участнику следующие 4 основные шаги для того , чтобы свести к минимуму объем информации для обработки и обеспечить полное понимание техники 12. Allot примерно 30 мин для обучения и последующей практики техники.
    Примечание: Инструкции по скандинавской ходьбы должны быть даны сертифицированным инструктором полюса ходьбы Nordic.
    1. Перед закреплением запястья ремни, поручить участнику разместить свои полюса за нижнюю часть спины истоять в полный рост. Попросите участников встать с их груди высокий и плечи расслаблены.
      Примечание: Объясните участнику, что это делается, чтобы получить представление о требуемом вертикальном положении тела для скандинавской ходьбы.
    2. У каждого участника закрепить ремни запястья, поместите полюсные наконечники за ними, а также отдохнуть свои руки по бокам. Сохраняя свои руки открытыми (т.е. не хватать ручками), поручить эту тему , чтобы начать ходить с минимальным ходом рычага примерно 100 м.
      Примечание: На данном этапе полюса просто отставая участника.
    3. В то время как все еще держа руки открытыми и перетаскиванием полюса за ними, поручить участнику, чтобы начать ходить быстрее. Попросите участников визуализировать в результате чего их руку, как будто они собираются, чтобы пожать чью-то руку.
      ПРИМЕЧАНИЕ: На этом этапе, поясняют, что цель состоит в том, чтобы продвигать взаимные естественные и ритмичные действия рук и ног при ходьбе.
    4. В заключение,как рука качается вперед, есть участник осторожно возьмитесь за ручку и прикладывать усилие к земле. С каждым ходом рычага, поручить человеку слегка приподнимите полюсов от земли и прочно посадить их с каждым последующим шагом.
      Примечание: На данном этапе, объясните, что приложенная сила способствует прогрессированию походки и обеспечивает устойчивость к верхней мускулатуры тела.

3. Сбор данных и тестирование протокола

  1. При использовании стандартной ленты мера, вес шкала, и штангенциркуль, принимать антропометрические измерения участника, в том числе рост, вес, межрайонных ASIS расстояния, левая и правая длины голени, колена шириной, лодыжки ширины, плечо смещениями, локоть ширины, запястья ширины, и ручной толщины.
    1. Используя рулетку, измерьте каждую длину ноги как расстояние от передне-верхней подвздошной ости (ASIS) до центра медиальной лодыжкой, а также расстояние между левым и правым ASIS (т.е. </ EM> между ASIS расстояния).
      1. Затем измеряют ширину каждого стыка с помощью штангенциркуля путем нахождения расстояния между выпуклостями (костные например мыщелков) каждого сустава. И, наконец, измерить рост и вес участника, используя стандартную измерительную ленту и масштаб, соответственно.
  2. Для того чтобы оценить образцы походки (например , пространственно-временные критерии оценки) и осанку в течение длительного периода времени, используют систему акселерометрии для сбора данных в течение 6 - минутного теста Прогулка (6MWT), который является действительным , и соответствующий тест в оценке пожилых взрослых физическую выносливость 13.
    1. Для системы акселерометрии, убедитесь, что она содержит по меньшей мере 6 датчиков, каждый из которых имеет акселерометры и гироскопы, включенных в них, чтобы измерить и ускорение (г) и угловой скорости (град / сек) каждого конкретного сегмента тела.
      1. До размещения на участника, убедитесь, что все датчики аре надежно состыкован с док - станцией системы для того , чтобы синхронизировать их и откалибровать систему, и в конечном счете , ретранслируют точные измерения 14 данных.
    2. Присоединить датчики, используя регулируемые липучка ремни, закрепить датчики на запястьях, лодыжках, поясничного отдела позвоночника (L5) и туловища и собирать при частоте дискретизации минимум 100 Гц.
      1. При размещении датчиков, убедитесь, что они ориентированы в соответствии с руководящими принципами системы. Установить датчики лодыжки кпереди. Установить датчики запястья кзади (когда в анатомическом положении). Расположите датчик внешней линии поверх грудины и расположите датчик L5 непосредственно на L5 позвонков.
        Примечание: кинематические данные по беспроводной сети передается от этих датчиков к точке доступа, которая используется для точного времени передачи синхронизированных данных.
    3. Установить участник с 6 датчиков и попросить их выполнить два испытания на 6MWT, один с полюсами и Опе без. Случайным назначить эти два испытания для контроля эффекта порядка.
    4. Попросите участника ходить взад и вперед вдоль 25 м тротуара на самостоятельный выбор скорости для 6MWT, для обоих и без полюсов. В это время, не забудьте нажать кнопку "Start", чтобы начать сбор данных с системой акселерометрии.
      Примечание: Во время полюсных испытаний, дать дальнейшие инструкции участнику реализовать свою команду Полинг.
  3. И, наконец, оценить короткие события продолжительность походки с использованием 3-мерной системы захвата движения сбора при минимуме 100 Гц, с двумя силовыми пластинами, внедренных в пути. Синхронизировать силовые платформы с системой захвата движения, убедитесь, что силовые платформы обнуляется для предотвращения шума в данных, и убедитесь, что они собирают с достаточной частотой дискретизации, например 1000 Гц.
    1. Синхронизировать силовые пластины к системе захвата движения, сначала их подключении к компьютеру через провода обеспечиваютd от компании. Во-вторых, непосредственно в программном обеспечении системы захвата движения, необходимо, чтобы "добавить" силовые пластины к объему захвата путем ввода размеров, чувствительность, отбор проб ставки, а также другой необходимой информации для системы.
    2. Убедитесь в том, что силовые пластины были «обнулены». Сделайте это в два этапа: 1) щелкните правой кнопкой мыши на каждой пластине силы в программном обеспечении и выберите «нулевой силы пластины 'и 2) нажмите кнопку" ноль ", которое непосредственно на поле сбора данных силовых пластин.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь в том, что система захвата движения собирает информацию в режиме реального времени как с левой и правой ноги от стопы ударов по каждой силовой платформы и позволяет пространственно-временной, кинематической и кинетического анализа.
  4. Выполните динамическую калибровку системы (с целью определения объема захвата, который должен быть использован во время сбора данных). Чтобы сделать это, волна 3-маркер палочку контролируемым образом через Capturе пространство. Затем выполнить статическую калибровку системы , чтобы установить глобальную систему координат (т.е. точка отсчета 0, 0, 0 (х, у, г) путем размещения 4-маркера L-кадра при этом указанной опорной точки и выберите "Установить громкость 'внутри компьютерного программного обеспечения.
    Примечание: Динамическая калибровка позже помогает в восстановлении 3-мерного положения 39 светоотражающих маркеров, используемых для этой модели.
    1. Установить участник с 39 отражающими маркерами, прикрепляя их с помощью двусторонней клейкой ленты и размещение их на конкретных анатомических ориентиров, включая: второй плюсны, боковой лодыжек, calcanei, левый и правый середины голени, боковых бедренных мыщелков, влево и вправо до середины бедра , ASIS, PSIS, T10, C7, правый задний, ключицы, грудины, акромиона процессы, левый и правый в середине плечевой кости, боковые надмыщелки, левый и правый середины предплечья, средние и боковые запястья, второй пятнистые кости, передне-боковой голову, и задняя-боковая головка.
    2. Попросите участника в товыполнить 6 испытаний в 5 м ходьбы через систему объема захвата, три с полюсами и три без них. Случайным назначать эти испытания с целью контроля за эффекта порядка и обеспечивают ту же инструкцию согласно 6MWT.

4. Данные и статистический анализ 14

  1. В ходе анализа 6MWT, удалите все получается во время судебного процесса, с тем чтобы учесть строго стационарного состояния ходьбе После удаления поворотов используйте системное программное обеспечение для извлечения пространственно-временные меры, диапазон соединительных линий движения (ROM) во всех местах, и скорости соединительных линий во всех плоскостях.
    Примечание: Это делается автоматически во время этого протокола через алгоритмы , используемые самой системой 14. Шаги, чтобы извлечь необходимые зависимые переменные в пределах этой системы, перечислены ниже.
    1. С помощью программного обеспечения системы акселерометрии, сначала нажмите на кнопку "Data Monitor", выберите соответствующие отметки времени испытания, которые были собраны, щелкните правой кнопкой мыши на трМОГВ, и выберите "Преобразовать в CSV. После этого откройте файл CSV и убедитесь, что данные из всех 6 датчиков было экспортирован для дальнейшего анализа.
    2. Затем выберите пробную версию снова и нажмите кнопку "Экспорт в PDF". Заметим, система создания отчета в формате PDF с числом переменных. Отсюда, извлечь переменные, требуемые для исследования, в данном случае, пространственно-временной и кинематических меры.
  2. Для получения 3-мерного захвата движения, фильтровать все испытания с использованием четвертого порядка нулевой задержки фильтра Баттерворта для аналоговых устройств с частотой среза 10 Гц, а также Волтринг фильтр для маркера траекторий с 15 мм MSE прогнозируемое значение. Для этого прикрепите "Баттерворта и Волтринг 'параметры фильтрации в конвейер операций в рамках системного программного обеспечения, выберите вышеупомянутые частоты среза и значения MSE, и нажмите кнопку' Run '.
    1. Добавить "Экспорт в ASCII файл" операцию по трубопроводу операций в пределахсистема и выберите 'Run'. Сохраните только на экспорт ASCII (электронные таблицы) рабочего листа к компьютеру.
    2. Откройте экспортированные файлы ASCII и в пределах каждого файла, местонахождение выходные мощности и моменты силы (то есть кинетика) для каждого из нижних суставов конечностей, в том числе лодыжки, колена и бедра.
      Примечание: Используя минимальные и максимальные функции в пределах рабочего листа, вычислить верхние и нижние пики , соответствующие различным фазам цикла одного походки (например , A1, K1, H1 и т.д.) , как это изложено Winter 14.
    3. Затем извлечь пространственно-временных измерений с использованием конкретного программного обеспечения системы, которая в данном случае, автоматически вычисляется с помощью алгоритмов системы и от антропометрических измерений. Чтобы извлечь определенные переменные, сначала импортировать нужные суда в программное обеспечение системы, выберите «События», и нажать на нужную переменную, чтобы получить среднее значение переменной от каждого испытания.
  3. Lastly, используя файлы ASCII, найти траектории для C7-маркера, а также сакральные / тазовые маркеры. Используя эти траектории, рассчитать осанку как дифференциал между этими маркерами и траекторий в обоих медиально-латеральной и передне-задней стороны.
  4. Открыть статистическое программное обеспечение и импортировать конкретного суда. Во-первых, с помощью теста Шапиро-Уилкса для нормальности, обеспечивает ли нормально распределенные данные.
    1. Для сравнения с и без полюсов, использование парных т-тестов, когда данные распределены нормально и Уилкоксона ранг тесты при перекос. Используйте Holm-Sidak несколько процедур парного сравнения, когда это необходимо. Уровень значимости устанавливается при р <0,05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Пространственно-временная Походка Параметры

При ходьбе с северной ходьбы полюсов и оценены с использованием захвата движения и силы пластин, длина шага (р <0,01), двойное время поддержки (р <0,001), и единственный раз поддержка (р <0,001), все значительно больше по сравнению с ходить без палок , Кроме того, походка скорость (р <0,05) значительно медленнее и частоты вращения педалей (р <0,001) значительно меньше, с полюсами по сравнению с не у людей преклонного возраста. Кроме того, при рассмотрении походку на более длительный продолжительность прогулки с 6MWT и используя акселерометрии, аналогичные результаты с более длиной шага (р <0,001) и двойного времени поддержки (р <0,001), а также значительно более медленной скорости походки (р отмечено <0,001) и меньше частоты вращения педалей (р <0,001) (таблица 1).

Нижних конечностей Совместный кинетический анализ </ Р>

Кинетические меры исключительно оценивали с использованием 3-мерного захвата движения.

Тазобедренный сустав

При использовании полюсов, значительно меньше выработки электроэнергии бедра наблюдается при пяточной контакта (H1) (р <0,05), а также на предварительно качелях (H3) (р <0,01) по сравнению с ходьбой без полюсов (рис 1). Одновременно с этим сокращением бедра выработки электроэнергии, момент силы при ходьбе с полюсами значительно меньше, как при пяточной контакта (р <0,05) и пре-свинг (р <0,05) по сравнению с без полюсов.

Колено Энергетика / Поглощение

При использовании полюсов, значительно меньше поглощения мощности колена наблюдается при пяточной контакта (K1) (р <0,05), при предварительном свинг (K3) (р <0,001), а также на терминал свинг (К4) (р <0,001) , по сравнению с ходьбой без полюсов (Рисунок 2). Кроме того, с полюсами значительно меньшие моменты силы находятся на пятки контакта (р <0,001) и в терминале свинг (р <0,001) и значительно больше моментов силы в середине позиции (р <0,01) по сравнению с без полюсов.

Голеностопного Power Generation / Поглощение

Там нет никакого существенного выходная мощность или момент силы разниц на голеностопном суставе при любом контакте пятки (A1) или отрыва пальцев (A2).

Постуральной Анализ

Там нет никаких существенных различий в диапазоне внешних линий движения при использовании акселерометрии в любом из трех плоскостях движения (то есть фронтальной, сагиттальной и горизонтальной) или с помощью захвата движения в фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Результаты, полученные в данном исследовании, совпадают с предыдущими исследованиями по той же теме, используя подобные системы захвата движения. Эти результаты показывают, что этот метод и использование обоих захвата и акселерометрии движения может быть широко уместно в оценке походки и осанки.

Рисунок 1
Рисунок 1:. Пик тазобедренный мощности в течение одного цикла походки Этот рисунок представляет собой типичный тазобедренный профиль мощности в ваттах на килограмм веса тела в течение одного цикла походки (т.е. пятки одной ноги к следующей пятки той же ногой) к сравнить с полюсами (красный), чтобы без полюсов (синий). Стрелки на фазах H1, H2 и H3, свидетельствуют об изменениях в мощности генерации / поглощения в сравнении с полюсами до без полюсов, с звездочками, указывающей существенную разницу между ТВто. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рис . 2: Пик колено мощности в течение одного цикла походки Этот рисунок представляет собой типичный коленный профиль мощности в ваттах на килограмм веса тела в течение одного цикла походки (т.е. пятки одной ноги к следующему ад удара той же ногой) к сравнить с полюсами (красный), чтобы без полюсов (синий). Стрелки на фазах K1, K2, K3 и K4, свидетельствуют об изменениях в мощности генерации / поглощения в сравнении с полюсами до без полюсов, с звездочками , указывающей существенную разницу между ними. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы увидеть увеличенную версию эта фигура.

ВИКОН APDM С поляками Без поляков С поляками Без поляков Критерии оценки Среднее ± SD Stride Длина (м) 1,39 ± 0,19 1,31 ± 0,21 † 1,47 ± 0,11 1,42 ± 0,11 † Походка Скорость (м / сек) 1,08 ± 0,23 1,18 ± 0,20 * 1,25 ± 0,17 1,39 ± 0,14 † Cadence (шаги / мин) 93,07 ± 10,90 108,78 ± 11,26 † 101,92 ± 12,17 117,82 ± 9,74 † Дважды поддержки времени (сек) 0,34 ± 0,06 0,28 ± 0,06 † 0,28 ± 0,07 0,22 ± 0,06 † Одно Время поддержки (сек) 0,48 ± 0,05 0,41 ± 0,04 † --- ---

Таблица 1:. Пространственно-временные средства и стандартное отклонение для обеих систем сбора данных В этой таблице представлены различные пространственно-временные меры , полученные из обоих акселерометрии и движения систем захвата. Оба креста и звездочки представляют собой существенную разницу между с полюсами и без полюсов для каждой соответствующей системы, с крестами, специально представляющих существенную разницу при р <0,01 и звездочками, представляющих существенную разницу при р <0,05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Важность поддержания согласованности с точки зрения использования полюсов имеет решающее значение в этом протоколе. В частности, соответствующие шаги для правильной техники Полинг, а также надлежащего полюса созданы имеют важное значение для поддержания стабильности в различных исследованиях. Поэтому руководящие принципы и указания конкретной северной ходьбы организации следует придерживаться для таких протоколов, как это. Кроме того , и в частности , при использовании акселерометрии, использование полного набора тела трехосных мониторов важно , чтобы получить полное представление о полном движении тела субъекта (например , походки и осанки) , включая ускорение и вращение каждого конкретного сегмента тела. Такая система может и должна быть в первую очередь использовать в случаях , в соответствии с этим протоколом, используя относительно длинную пешеходную дорожку (например , 25 м), для того , чтобы учесть при продолжительном событий, а также минимизировать количество витков , чтобы учесть в первую очередь устойчивого состояния ходьбе. Это может быть особенно IMPORTAнт при использовании проверенных тестов походки , таких как 6MWT 13 в клинических и научных исследованиях.

Кроме того, системы захвата движения было зарегистрировано в качестве соответствующего оборудования при изучении коротких событий , таких как продолжительность одиночных циклов походки 16 и должен быть использован как таковой, как в случае со второй частью этого протокола. Для того, чтобы обеспечить точность этой системы, необходимо, чтобы выполнить соответствующие статические и динамические калибровки системы, чтобы установить громкость захвата и что еще более важно в глобальной системе координат, необходимой для 3-мерной реконструкции отражательных маркеров. Для того чтобы оценить как походка, а также осанку, набор маркеров всего тела (например , плагин модели Gait) необходима , поскольку положения и смещения бедра (ПСИ и крестцового) и спинного мозга (C7) маркеры имеют решающее значение в анализ и измерение дальности магистрального движения (ROM) в передне-задней (AP) и медиальной-боковые (ML) направлениях. И яastly, силы пластины, интегрированные с системой следует собирать с достаточной частотой дискретизации, например, 1000 Гц от этого протокола. Частота дискретизации может быть изменен с исследования для изучения, однако, исследователи должны быть уверены, чтобы не нарушать Sampling теорему, которая гласит "сигнал процесса дискретизации должна быть на частоте, по меньшей мере в два раза выше самой высокой частоты, присутствующей в самом сигнале" 17.

В зависимости от наличия оборудования в рамках различных лабораторных условиях, различные системы акселерометрии и системы захвата движения могут быть использованы, при условии, что они позволяют за соблюдение важных шагов этого протокола. Например, если не в состоянии использовать трехосных систему монитора, которая имеет ускорение и гироскоп показания или если в лаборатории недостаточно места, чтобы включить длинную пешеходную дорожку, использование этой системы может быть не вполне адекватным для оценки своей походки и осанки , Точно так же, при этом системы захвата движения, использованиеМодель нижней части тела для каждого участника является адекватным в оценке различных характеристик походки, однако, модели нижней части тела будет не в состоянии надлежащим образом оценить осанку, как некоторые необходимые бедра и позвоночника маркеры могут отсутствовать для расчета магистральный ROM. Кроме того , если использовать этот протокол для изучения конкретных условий (например , остеоартритом коленного сустава или травмы ACL), использование различных или модифицированных наборов маркеров , таких как , что используется Али, Rouhi и Робертсон 18 может быть использован для создания более полной оценки коленного сустава для таких условий. Кроме того, так как это исследование фокусируется на пожилых людей, только, протокол может извлечь выгоду из добавления контрольной группы для сравнения, тем не менее, это в значительной степени зависит от группы населения для каждого отдельного исследования. В зависимости от численности населения, контрольная группа (например , молодые люди) могут способствовать дальнейшему пониманию того, как походка и осанка изменения выравнивания, так и без использования северных полюсов. Также,чтобы лучше понять ту роль, которую сами полюса играют при ходьбе, использование тензорезисторов могут быть включены. Следуя технику ранее использовались на здоровых молодых взрослых Йенсен и коллег 9, размещение тензодатчик на каждом из полюсов может помочь в оценке кинетических измерений походки. И , наконец, следуя методе, при помощи Shim и коллегами 8, с помощью электромиографии (ЭМГ) с этим протоколом , может помочь в понимании конкретных моделей мышечной активации обеих верхних и нижних конечностей во время северной ходьбе.

Уникальность этого протокола заключается в том, что она обеспечивает руководство для состояния искусства походки анализа в двух различных наборах. Таким образом, это дает рациональные и жизнеспособных вариантов для исследователей и клиницистов на выбор при принятии решения о протоколе, который будет наилучшим образом служить цели их анализа. Повторим еще раз, с 3-мерной системы захвата движения,цель состоит в том, чтобы исследовать короткие события длительность, как в случае с одним циклом походки, в то время как акселерометр системы используются в данном случае для изучения походку в целом в течение более длительного периода времени. Различные системы 3-мерного захвата движения, а также видеокамеры, все с силой пластин , интегрированных в них были широко используется при оценке северной ходьбой походкой 3 - 6. Stief и др. 6 использовали систему 6-камеры , чтобы собрать 5 Полинг и 5 без Poling испытаний для измерения кинематики (т.е. ROM) и кинетики (то есть моменты силы) вокруг тазобедренного, коленного и голеностопного суставов. Аналогичным образом , система 10-камера была использована Коидзуми и др. 4 с двумя силовыми пластин , входящих в нее , чтобы получить кинетические измерения от 10 шагающих испытаний северных, чтобы в конечном итоге вычислить сдвига и силы сжатия нижних суставов конечностей и поясничного отдела позвоночника. Кроме того, Хансен и др. 5 использовали 5-камерыЭра цифрового видео система для записи движений, снова с двумя силовыми платформами, внедренных в проходе для того, чтобы количественно оценить кинетические переменные в том числе: силы сжатия, поперечные силы, силы реакции опоры и моменты силы. Существующие методы принципиально указывают на использование системы захвата движения, как широкое признание и в значительной степени подходит для точной и эффективной мерой паттернов походки индивида, хотя и в течение короткого срока событий.

В отличие от общности захвата движения, которые иногда были использованы альтернативные методы , такие как тот , который используется Hagen и др. 7. В данном конкретном исследовании, electrogoniometry и силовые пластины используются для оценки пространственно-временные меры (например , длины шага), ПЗУ нижних конечностей, и кинетика, в частности вертикальная сила. Они также используют систему акселерометрии, тем не менее, она представляет собой одноосный монитор, который был только на правой радиальной стороне запястья, чтобы измерить WRускорение IST и помочь в оценке шока для организма. За Hagen и др. 7 в последние годы, нордическая ходьба походка действительно еще быть обследованы с помощью акселерометрии. А еще дальше, исследование еще предстоит изучить более длительный срок походки события, такие как с 6MWT. Подобно тому, как движение захвата широко используется для кратковременных событий, акселерометрии должна стать более скрепкой в ​​походки анализа, в частности, в течение более длительного периода времени. Если использование акселерометрии более широко признается и ценится в этом отношении, это может позволить более представительной оценки походки, как это осуществляется на ежедневной основе.

После того, как протокол совершенствуется, используя как акселерометрии и захвата движения для анализа походки Nordic Poling поможет создать оценку походки во всей ее полноте, которая может быть представителем обоих коротких всплесках ходьбы, а также больше. Более того, такие методы могут быть использованы с определенными популяциями (например , Паркинсболезни на), чтобы получить более глубокое понимание того, как палки для нордической ходьбы может повлиять не только один шаг, но и получить лучшее представление об их походку от повторных шагов. Кроме того, если таковые имеются в клинической практике врачи могут быть в состоянии использовать акселерометрии для более точного измерения походку пациента во время клинической оценки. Такие системы особенно удобной для пользователей и упростить сбор и анализ данных. И, наконец, глядя на эффект скандинавской вмешательства ходьбы может быть целесообразным, чтобы совпасть с этим протоколом. Вполне возможно, что обучение технике Полинг, а затем мгновенно выполняя лабораторные испытания не могут привести к совершенно точной оценки. Вместо этого, практика с полюсами в течение периода времени (например , 8 недель) может обеспечить лучшую оценку влияния северных полюсов на походку и осанку.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Эта работа частично финансируется Nordixx Канады, создателями пешеходных полюсов, используемых в этом видео.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Nordic walking poles Nordixx Canada Nordixx Global Traveler or Walker Alternative poles may be used
APDM accelerometry system APDM Opal system Alternative systems may be used
Vicon motion capture system Vicon Alternative systems may be used
Kistler force platforms Kistler Alternative platforms may be used
Vicon Nexus & Polygon Vicon Used in data analysis
14 mm reflective markers Vicon Number or markers depends on model
Tape measure
Weight scale
Caliper

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Parkatti, T., Wacker, P., Perttunen, J. Improvements in Functional Capacity from Nordic Walking: A Aandomized Controlled Trial Among Older Adults. J Aging Phys Act. 20, (1), 93-105 (2012).
  2. Schwameder, H., Roithner, R., Muller, E., Niessen, W., Raschner, C. Knee joint forces during downhill walking with hiking poles. J Sports Sci. 17, (12), 969-978 (1999).
  3. Willson, J., Torry, M. R., Decker, M. J., Kernozek, T., Steadman, J. R. Effects of walking poles on lower extremity gait mechanics. Med Sci Sports Exerc. 33, (1), 142-147 (2001).
  4. Koizumi, T., Tsujiuchi, N., Takeda, M., Fujikura, R., Kojima, T. Load dynamics of joints in Nordic walking. Procedia Engineering. 13, 544-551 (2011).
  5. Hansen, L., Henriksen, M., Larsen, P., Alkjaer, T. Nordic Walking does not reduce the loading of the knee joint. Scand J Med Sci Spor. 18, (4), 436-441 (2008).
  6. Stief, F., Kleindienst, F. I., Wiemeyer, J., Wedel, F., Campe, S., Krabbe, B. Inverse dynamic analysis of the lower extremities during Nordic walking, walking, and running. J Appl Biomech. 24, (4), 351-359 (2008).
  7. Hagen, M., Hennig, E. M., Stieldorf, P. Lower and upper extremity loading in nordic walking in comparison with walking and running. J Appl Biomech. 27, (1), 22-31 (2011).
  8. Shim, J., Kwon, H., Kim, H., Kim, B., Jung, J. Comparison of the effects of walking with and without Nordic pole on upper extremity and lower extremity muscle activation. J Phys Ther Sci. 25, (12), 1553-1556 (2013).
  9. Jensen, S. B., Henriksen, M., Aaboe, J., Hansen, L., Simonsen, E. B., Alkjaer, T. Is it possible to reduce the knee joint compression force during level walking with hiking poles. Scand J Med Sci Spor. 21, (6), 195-200 (2011).
  10. Ashburn, A., Hyndman, D., Pickering, R., Yardley, L., Harris, S. Predicting people with stroke at risk of falls. Age Ageing. 37, (3), 270-276 (2008).
  11. Nasreddine, Z. S., Phillips, N. A. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment. J Am Geriatr Soc. 53, (4), 695-699 (2005).
  12. Teaching the Technique. Nordixx Inc. Available from: https://www.nordixx.com/pages/teaching-the-technique/ (2015).
  13. Rikli, R. E., Jones, C. J. The reliability and validity of a 6-minute walk test as a measure of physical endurance in older adults. J Aging Phys Activ. 6, (4), 363-375 (1998).
  14. APDM Motion Studio User Guide. APDM User Guide. Available from: http://share.apdm.com/motion_studio/docs/APDMUserGuide.pdf (2014).
  15. Winter, D. A. Biomechanics and motor control of human gait: normal, elderly and pathological. ISBN. (1991).
  16. Clayton, H. M., Schamhardt, H. C. Measurement techniques for gait analysis. Equine locomotion. Available from: http://libvolume2.xyz/biomedical/btech/semester7/biomechanicsandbiodynamics/forceplatformandkinematicanalysis/forceplatformandkinematicanalysistutorial2.pdf (2001).
  17. Winter, D. A., Patla, A. E. Signal processing and linear systems for the movement sciences. Waterloo Biomechanics. (1997).
  18. Ali, N., Rouhi, G., Robertson, G. Gender, vertical height and horizontal distance effects on single-leg landing kinematics: implications for risk of non-contact acl injury. J Hum Kinet. 37, (1), 27-38 (2013).
Обосновывая соответствующие методы захвата движения для оценки Nordic Walking Голта и осанка у пожилых людей
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dalton, C. M., Nantel, J. Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults. J. Vis. Exp. (111), e53926, doi:10.3791/53926 (2016).More

Dalton, C. M., Nantel, J. Substantiating Appropriate Motion Capture Techniques for the Assessment of Nordic Walking Gait and Posture in Older Adults. J. Vis. Exp. (111), e53926, doi:10.3791/53926 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter